JP2502984B2

JP2502984B2 - 自動車のスリップ制御装置

Info

Publication number: JP2502984B2
Application number: JP61177776A
Authority: JP
Inventors: 靖裕原田; 和俊信本; 栄持西村; 徹尾中
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-07-30
Filing date: 1986-07-30
Publication date: 1996-05-29
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JPS6334270A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、駆動輪への付与トルクを制御することによ
り、駆動輪の路面に対するスリップが過大になるのを防
止するようにした自動車のスリップ制御装置に関するも
のである。

（従来技術）駆動輪の路面に対するスリップが過大になることを防
止するのは、自動車の推進力を効果的に得る上で、また
スピンを防止する等の安全性の上で効果的である。そし
て、駆動輪のスリップが過大になるのを防止するには、
スリップの原因となる駆動輪への付与トルクを減少させ
ればよいことになる。

この種のスリップ制御を行うものとしては、従来、特
開昭58−16948号公報、あるいは特開昭60−56662号公報
に示すものがある。この両公報に開示されている技術
は、共に、駆動輪への付与トルクを低下させるのに、ブ
レーキによる駆動輪への制動力付与と、パワーソースと
してのエンジンそのものの発生トルク低減とを利用して
行うようになっている。より具体的には、特開昭58−16
948号公報のものにおいては、駆動輪のスリップが小さ
いときは駆動輪の制動のみを行う一方、駆動輪のスリッ
プが大きくなったときは、この駆動輪の制動に加えて、
エンジンの発生トルクを低下させるようになっている。
また、特開昭60−56662号公報のものにおいては、左右
の駆動輪のうち片側のみのスリップが大きいときは、こ
のスリップの大きい片側の駆動輪のみに対して制動を行
う一方、左右両側の駆動輪のスリップが共に大きいとき
は、両側の駆動輪に対して制動を行うと共に、エンジン
の発生トルクを低下させるようにしている。このよう
に、上記両公報に開示されているものは、ブレーキによ
る駆動輪への制動を主として利用し、補助的にエンジン
の発生トルクを低下させるものとなっている。

（発明が解決しようとする問題点）前述した制動力調整によるスリップ制御と発生トルク
調整によるスリップ制御とは、それぞれ一長一短があ
る。すなわち、制動力を利用する場合は、応答性の点で
優れている反面、ショックを生じ易くて運転フィーリン
グの面で問題がある他、エネルギの効果的な利用あるい
はブレーキの信頼性確保の面で不利となる。一方、発生
トルク調整によるスリップ制御は、滑らかなトルク変動
が得られて運転フィーリングの上で、また無駄なトルク
を発生させないことによるエネルギ効率の面で有利な反
面、応答性の点で問題がある。

上述のような観点から、少なくとも駆動輪のスリップ
が大きいときには、ブレーキによる制動力付与とエンジ
ンからの発生トルク低下との両方を用いてスリップ制御
を行なうことは、このスリップの速やかな収束を得る上
で極めて好ましく、これに加えて応答性、運転フィーリ
ング、エネルギ効率、ブレーキの信頼性確保を適切にバ
ランスさせることも可能となる。

このように、制動力付与と発生トルク低下との両方で
スリップ制御を行なう場合、その制御比率すなわちスリ
ップ制御に伴なう駆動輪への付与トルク低下分をどのよ
うな割合で分担するかは、スリップ制御中のフィーリン
グ特に加速感に大きな影響を与えるものである。したが
って、このスリップ制御中におけるフィーリングを運転
者の好みに応じたものとして設定し得れば、実用上極め
て好ましいものとなる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもの
で、駆動輪への制動力付与とエンジン等のパワーソース
そのものの発生トルク低減との両方を用いて駆動輪のス
リップ制御を行う場合に、スリップ制御中の加速感を運
転者の好みに合せて設定し得るようにした自動車のスリ
ップ制御装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達成するため、本発明においては、マニ
ュアル操作されるモード選択手段からの指令に基づい
て、パワーソースによるスリップ制御の比率とブレーキ
によるスリップ制御の比率とを変更し得るようにしてあ
る。

具体的には、第20図に示すように、駆動輪への付与トルクを制御することにより駆動輪の
路面に対するスリップが過大になるのを防止するように
した自動車のスリップ制御装置において、トルク発生源となるパワーソースの発生トルクを調整
する発生トルク調整手段と、駆動輪用ブレーキの制動力を調整する制動力調整手段
と、駆動輪の路面に対するスリップ状態を検出するスリッ
プ検出手段と、前記スリップ検出手段からの出力を受け、駆動輪のス
リップが所定値以上のときは前記発生トルク調整手段と
制動力調整手段とを作動させることによるパワーソース
の発生トルク低下と駆動輪への制動力付与とによりスリ
ップ制御を行うスリップ制御手段と、マニュアル操作され、前記パワーソースとブレーキと
によるスリップ制御の比率変更を指令するモード選択手
段と、前記スリップ制御手段によるスリップ制御を前記モー
ド選択手段により指令された制御比率となるように補正
する補正手段と、を備えた構成としてある。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

全体構成の概要第１図において、自動車１は、駆動輪となる左右前輪
２、３と、従動輪となる左右後輪４、５との４つの車輪
を備えている。自動車１の前部には、パワーソースとし
てのエンジン６が搭載され、このエンジン６で発生した
トルクが、クラッチ７、変速機８、デファレンシャルギ
ア９を経た後、左右のドライブシャフト10、11を介し
て、駆動輪としての左右の前輪２、３に伝達される。こ
のように、自動車１は、FF式（フロントエンジン・フロ
ントドライブ）のものとされている。

パワーソースとしてのエンジン６は、その吸気通路12
に配設したスロットルバルブ13によって、負荷制御すな
わち発生トルクの制御が行なわれるものとされている。
より具体的には、エンジン６はガソリンエンジンとされ
て、その吸入空気量の変化によって発生トルクが変化す
るものとされ、吸入空気量の調整が、上記スロットルバ
ルブ13によって行われる。そして、スロットルバルブ13
は、スロットルアクチュエータ14によって、電磁気的に
開閉制御されるようになっている。なお、スロットルア
クチュエータ14としては、例えばDCモータ、ステップモ
ータ、油圧等の流体圧によって駆動されて電磁気的に駆
動制御されるもの等適宜のものによって構成し得る。

各車輪２〜５には、それぞれブレーキ21、22、23ある
いは24が設けられ、各ブレーキ21〜24は、それぞれディ
スクブレーキとされている。このディスクブレーキは、
既知のように、車輪と共に回転するディスク25と、キャ
リパ26とを備えている。このキャリパ26は、ブレーキパ
ッドを保持すると共に、ホイールシリンダを備え、ホイ
ールシリンダに供給されるブレーキ液圧の大きさに応じ
た力でブレーキパッドをディスク25に押し付けることに
より、制動力が発生される。

ブレーキ液圧発生源としてのマスタシリンダ27は、２
つの吐出口27a、27bを有するタンデム型とされている。
吐出口27aより伸びるブレーキ配管28は、途中で２本の
分岐管28aと28bとに分岐され、分岐管28aが右前輪用ブ
レーキ22（のホイールシリンダ）に接続され、分岐管28
bが左後輪用ブレーキ23に接続されている。また、吐出
口27bより伸びるブレーキ配管29が、途中で２本の分岐
管29aと29bとに分岐され、分岐管29aが左前輪用ブレー
キ21に接続され、分岐管29bが右後輪用ブレーキ24に接
続されている。このように、ブレーキ配管系が、いわゆ
る２系統Ｘ型とされている。そして、駆動輪となる前輪
用のブレーキ21、22に対する分岐管28a、29aには、制動
力調整手段としての電磁式液圧制御バルブ30あるいは31
が接続されている。勿論、マスタシリンダ27に発生する
ブレーキ液圧は、運転者Ｄによるブレーキペダル32の踏
込み量（踏込力）に応じたものとなる。

ブレーキ液圧制御回路第２図に示すように、前記液圧制御バルブ30、31は、
それぞれ、シリンダ41と、シリンダ41内に摺動自在に嵌
挿されたピストン42とを有する。このピストン42によっ
て、シリンダ41内が、容積可変室43と制御室44とに画成
されている。この容積可変室43は、マスタシリンダ27か
らブレーキ21（22）に対するブレーキ液圧の通過系路と
なっている。したがって、ピストン42の変位位置を調整
することにより、当該容積可変室43の容積が変更され
て、ブレーキ21（22）に対するブレーキ液圧を発生し得
ると共に、この発生したブレーキ液圧を増減あるいは保
持し得ることになる。

ピストン42は、リターンスプリング45により容積可変
室43の容積が大きくなる方向に常時付勢されている。ま
た、ピストン42には、チェックバルブ46が一体化されて
いる。このチェックブルブ46は、ピストン42が容積可変
室43の容積を小さくする方向へ変位したときに、当該容
積可変室43への流入口側を閉塞する。これにより、容積
可変室43で発生されるブレーキ液圧は、ブレーキ21（2
2）側へのみ作用して、従動輪としての後輪４、５のブ
レーキ23、24には作用しないようになっている。

ピストン42の変位位置の調整は、前記制御室44に対す
る制御液圧を調整することにより行われる。この点を詳
述すると、リザーバ47より伸びる供給管48が途中で２本
に分岐されて、一方の分岐管48Rがバルブ30の制御室44
に接続され、また他方の分岐管48Lがバルブ31の制御室4
4に接続されている。供給管48には、ポンプ49、リリー
フバルブ50が接続され、またその分岐管48L（48R）には
電磁開閉弁からなる供給バルブSV3（SV2）が接続されて
いる。各制御室44は、さらに排出管51Rあるいは51Lを介
してリザーバ47に接続され、排出管51L（51R）には、電
磁開閉弁からなる排出バルブSV4（SV1）が接続されてい
る。

この液圧制御バルブ30（31）を利用したブレーキ時
（スリップ制御時）には、チェックバルブ46の作用によ
り、基本的には、ブレーキペダル32の操作によるブレー
キは働かないことになる。ただし、液圧制御バルブ30
（31）で発生されるブレーキ液圧が小さいとき（例えば
減圧中）は、ブレーキペダル32の操作によるブレーキが
働くことになる。勿論、液圧制御バルブ30（31）でスリ
ップ制御用のブレーキ液圧が発生していないときは、マ
スタシリンダ27とブレーキ21（22）は連通状態となるた
め、ブレーキペダル27の操作に起因して通常のブレーキ
作用が行われることになる。

各バルブSV1〜SV4は、後述するブレーキ用コントロー
ルユニットUBによって開閉制御がなされる。ブレーキ2
1、22へのブレーキ液圧の状態と各バルブSV1〜SV4との
作動関係をまとめて、次表に示してある。

コントロールユニットの構成概要第１図において、Ｕはコントロールユニットであり、
これは大別して、前述したブレーキ用コントロールユニ
ットUBの他、スロットル用コントロールユニットUTおよ
びスリップ制御用コントロールユニットUSとから構成さ
れている。コントロールユニットUBは、コントロールユ
ニットUSからの指令信号に基づき、前述したように各バ
ルブSV1〜SV4の開閉制御を行う。また、スロットル用コ
ントロールユニットUTは、コントロールユニットUSから
の指令信号に基づき、スロットルアクチュエータ14の駆
動制御を行う。

スリップ制御用コントロールユニットUSは、デジタル
式のコンピュータ、より具体的にはマイクロコンピュー
タによって構成されている。このコントロールユニット
USには、各センサ（あるいはスイッチ）61〜68および71
〜73からの信号が入力される。センサ61は、スロットル
バルブ13の開度を検出するものである。センサ62はクラ
ッチ７が締結されているか否かを検出するものである。
センサ63は変速機８の変速段を検出するものである。セ
ンサ64、65は駆動輪としての左右前輪２、３の回転数を
検出するものである。センサ66は従動輪としての左後輪
４の回転数すなわち車速を検出するものである。センサ
67は、アクセル69の操作量すなわちアクセル開度を検出
するものである。センサ68はハンドル70の操作量すなわ
ち蛇角を検出するものである。センサ72、73は駆動輪用
ブレーキ21、22が加熱状態にあるか否かを検出するもの
である。

上記センサ64、65、66はそれぞれ例えばピックアップ
を利用して構成され、センサ61、63、67、68は例えばポ
テンショメータを利用して構成され、センサ62は例えば
ON、OFF的に作動するスイッチによって構成され、セン
サ72、73は既知の温度センサを利用して構成される。ス
イッチ71は、運転者Ｄによりマニュアル操作されてモー
ド選択手段を構成するもので、例えば第18図に示すよう
に構成される。このスイッチ71は、「オート」、「ハー
ド」、「ソフト」の各ボタン71a,71b、71cを有するが、
このボタン71a、71b、71cに関連したスリップ制御の詳
細については後述する。

なお、コントロールユニットUSは、基本的にCPU、RO
M、RAM、CLOCKを備えており、その他、出入力インタフ
ェイスを備えると共に、入力信号、出力信号に応じてA/
DあるいはD/A変換器をも有するが、これ等の点について
はマイクロコンピュータを利用する場合における通常の
ものと変るところがないので、その詳細な説明は省略す
る。なお、以下の説明におけるマップ等は、制御ユニッ
トUSのROMに記憶されているものである。

さて次に、コントロールユニットＵの制御内容につい
て順次説明するが、以下の説明で用いるすべり率Ｓは、
次式（１）によって定義するものとする。

WD:駆動輪（２、３）の回転数 WL:従動輪（４）の回転数（車速）スロットル制御コントロールユニットUTは、目標スロットル開度とな
るようにスロットルバルブ13（スロットルアクチュエー
タ14）をフィードバック制御するものとなっている。こ
のスロットル制御の際、スリップ制御を行わないとき
は、運転者Ｄによって操作されたアクセル69の操作量に
1:1に対応した目標スロットル開度となるように制御
し、このときのアクセル開度とスロットル開度との対応
関係の一例を、第12図に示してある。また、コントロー
ルユニットUTは、スリップ制御の際には、第12図に示す
特性にしたがうことなく、コントロールユニットUSで演
算された目標スロットル開度Tnとなるようにスロットル
制御を行う。

コントロールユニットUTを用いたスロットルバルブ13
のフィードバック制御は、実施例では、エンジン６の応
答速度の変動を補償するため、PI−PD制御によって行う
ようにしてある。すなわち、駆動輪のスリップ制御の際
には、現在のすべり率が目標すべり率に一致するよう
に、スロットルバルブ13の開度をPI−PD制御する。より
具体的には、スリップ制御の際の目標スロットル開度Tn
は、次式（２）によって演算される。

WL :従動輪（４）の回転数 WD :駆動輪（２、３）の回転数 KP :比例定数 KI :積分定数 FP :比例定数 FD :微分定数 SET:目標すべり率（スロットル制御用）上記式（２）のように、スロットル開度Tnは、所定の
目標すべり率SETとなるように駆動輪の回転数をフィー
ドバック制御している。換言すれば、前記（１）式から
明らかなように、スロットル開度は、目標駆動輪回転数
WETが次の（３）式になるように制御される。

上述したコントロールユニットUTを用いたPI−PD制御
を、ブロック線図として第３図に示してあり、この第３
図に示す「Ｓ′」は「演算子」である。また、各サフィ
クス「ｎ」、「ｎ−１」は現時およびその１回前のサン
プリング時における各信号の値を示す。

ブレーキ制御スリップ制御時においては、コントロールユニットUB
を用いた左右の駆動輪２、３の回転（スリップ）を、左
右独立に所定の目標すべり率SBTになるようにフィード
バック制御する。換言すれば、ブレーキ制御は次式
（４）で設定される駆動輪回転数WBTになるようにフィ
ードバック制御を行なう。

このブレーキの目標すべり率SBTは、本実施例では後
述するようにエンジンの目標すべり率SETよりも大きく
設定してある。換言すれば、本実施例のスリップ制御
は、所定SET（WET）になるようエンジン出力を増減する
と共に、それよりも大きなSBT（WBT）になるようブレー
キによるトルク増減作用を行なうことにより、ブレーキ
の使用頻度を少なくしている。そして、本実施例では、
上記（４）式を満足するようなフィードバック制御を、
安定性に優れたＩ−PD制御によって行うようにしてあ
る。より具体的には、ブレーキ操作量（バルブ30、31に
おけるピストン44の操作量）Bnは、次式（５）によって
演算される。

KI:積分係数 KD:比例係数 FD:微分係数上記Buが０より大きいとき（「正」のとき）がブレー
キ液圧の増圧であり、０以下のときが減圧となる。この
ブレーキ液圧の増減は、前述したようにバルブSV1〜SV4
の開閉を行なうことによりなされる。また、ブレーキ液
圧の増減速度の調整は、上記バルブSV1〜SV4の開閉時間
の割合（デューティ比）を調整（デューティ制御）する
ことによりなされるが、上記（５）式により求められた
Bnの絶対値に比例したデューティ制御とされる。したが
って、Bnの絶対値は、ブレーキ液圧の変化速度に比例し
たものとなり、逆に増減速度を決定するデューティ比が
Bnを示すものともなる。

上述したコントロールユニットUBによるＩ−PD制御
を、ブロック線図として第４図に示してあり、この第４
図に示す「Ｓ′」は「演算子」である。

スリップ制御の全体概要コントロールユニットＵによるスリップ制御の全体的
な概要について、第５図を参照しつつ説明する。なお、
この第５図中に示す符号、数値の意味することは、次の
通りである。

S/C:スリップ制御領域 E/G:エンジンによるスリップ制御 B/R:ブレーキによるスリップ制御 F/B:フィードバック制御 O/R:オープンループ制御 R/Y:リカバリ制御 B/A:バックアップ制御 A/S:緩衝制御Ｓ＝0.2:スリップ制御開始時のすべり率（SS）Ｓ＝0.17:ブレーキによる目標すべり率（SBT）Ｓ＝0.09:ブレーキによるスリップ制御を中止するとき
のすべり率（SBC）Ｓ＝0.06:エンジンによる目標すべり率（SET）Ｓ＝0.01〜0.02:緩衝制御を行う範囲のすべり率Ｓ＝0.01以下：バックアップ制御を行なう範囲のすべり
率上記数値は、実際にアイスバーンをスパイクタイヤに
よって走行して得たデータに基づいて示してある。そし
て、緩衝制御A/Sを行うＳ＝0.01と0.02、またブレーキ
によるスリップ制御中止時点のすべり率Ｓ＝0.09は、実
施例ではそれぞれ不変としてある。一方、ブレーキによ
る目標すべり率SBTおよびエンジンによる目標すべり率S
ET、さらにはスリップ制御の開始時のすべり率SSは、路
面状況等によって変化されるものであり、第５図ではそ
の一例として「0.17」、「0.06」あるいは「0.2」を示
してある。そして、スリップ制御開始時のすべり率Ｓ＝
0.2は、スパイクタイヤを用いたときに得られる最大グ
リップ力発生時点のすべり率を用いてある（第13図実線
参照）。このように、スリップ制御開始時のすべり率を
0.2と大きくしてあるのは、この最大グリップ力が得ら
れるときの実際のすべり率が求められるようにするため
であり、この最大グリップ力発生時のすべり率に応じ
て、エンジンおよびブレーキによる目標すべり率SET、S
BTが補正される。なお、第13図実線は、スパイクタイヤ
のときのグリップ力と横力との大きさ（路面に対する摩
擦係数として示す）が、すべり率との関係でどのように
変化するかを示してある。また、第13図破線は、ノーマ
ルタイヤのときのグリップ力と横力との関係を示してあ
る。

以上のことを前提として、時間の経過と共に第５図に
ついて説明する。

t₀〜t₁ すべり率Ｓがスリップ制御開始条件となるＳ＝0.2を
越えていないので、スリップ制御は行われない。すなわ
ち、駆動輪のスリップが小さいときは、スリップ制御し
ないことにより、加速性を向上させることができる（大
きなグリップ力を利用した走行）。勿論、このときは、
アクセル開度に対するスロットル開度の特性は、第12図
に示すように一律に定まる。

t₁〜t₂ スリップ制御が開始されると共に、すべり率がブレー
キによるスリップ制御中止ポイント（Ｓ＝0.09）以上の
ときである。このときは、すべり率が比較的大きいの
で、エンジンによる発生トルク低下とブレーキによる制
動とにより、スリップ制御が行われる。また、エンジン
の目標すべり率（Ｓ＝0.06）よりもブレーキの目標すべ
り率（Ｓ＝0.17）の方が大きいため、大きなスリップ時
（Ｓ＞0.17）はブレーキが加圧されるが、小さなスリッ
プ時（Ｓ＜0.17）では、ブレーキは加圧されずに、エン
ジンのみの制御でスリップが収束するように制御され
る。

t₂〜t₄（リカバリ制御）スリップが収束（Ｓ＜0.2）してから所定時間（例え
ば170msec）の間、スロットルバルブ13は所定開度に保
持される（オープンループ制御）。このとき、Ｓ＝0/2
（t₂）時点での最大加速度GMAXが求められて、このGMAX
より路面の最大μ（駆動輪の最大グリップ力）が推定さ
れる。そして、駆動輪の最大グリップ力を発生するよう
に、スロットルバルブ13が上述のように所定時間保持さ
れる。この制御は、スリップの収束が急速に起こるため
フィードバック制御では応答が間に合わず、スリップ収
束直後に車体加速度Ｇが落ち込むことを防止するために
なされる。このため、スリップの収束が予測されると
（Ｓ＝0.2より低下）、上述のようにあらかじめ所定ト
ルクを確保して、加速性が向上される。

上記最大グリップ力を発生し得るような駆動輪への付
与トルクを実現するための最適スロットル開度TV₀は、
エンジン６のトルクカーブおよび変速比から理論的に求
まるが、実施例では、例えば第15図に示すようなマップ
に基づいて決定するようにしてある。このマップは実験
的手法によって作成してあり、GMAXが0.15以下と0.4以
上のときは、GMAXの計測誤差を勘案して所定の一定値と
なるようにしてある。なお、この第12図に示すマップ
は、ある変速段（例えば１速）のときを前提としてお
り、他の変速段のときは最適スロットル開度TV₀を補正
するようにしてある。

t₄〜t₇（バックアップ制御、緩衝制御）すべり率Ｓが異常に低下したときに対処するために、
バックアップ制御がなされる（オープンループ制御）。
すなわち、Ｓ＜0.01となったときは、フィードバック制
御をやめて、段階的にスロットルバルブ13を開いてい
く。そして、すべり率が0.01と0.02との間にあるとき
は、次のフィードバック制御へと滑らかに移行させるた
め、緩衝制御が行われる（t₄〜t₅およびt₆〜t₇）。この
バックアップ制御は、フィードバック制御やリカバリ制
御でも対処し得ないときに行われる。勿論、このバック
アップ制御は、フィードバック制御よりも応答速度が十
分に速いものとされる。

このバックアップ制御におけるスロットル開度の増加
割合は、実施例では、スロットル開度のサンプリングタ
イム14msec毎に、前回のスロットル開度に対して0.5％
開度分だけ上乗せするものとしてある。

また、上記緩衝制御においては、第16図に示すよう
に、フィードバック制御演算によって得られるスロット
ル開度T₂と、バックアップ制御演算によって得られるス
ロットル開度T₁とを、現在のすべり率S₀によって比例配
分することにより得られるスロットル開度T₀とするよう
にしてある。

t₇〜t₈ t₇までの制御を行うことによって、エンジンのみによ
るスリップ制御へと滑らかに移行する。

t₈以降運転者Ｄによりアクセル69が全閉されたため、スリッ
プ制御が中止される。このとき、スロットルバルブ13の
開度を運転者Ｄの意志に委ねても、十分にトルクが減少
しているため、再スリップの危険はない。なお、スリッ
プ制御の中止は、実施例では、このアクセルの全閉の
他、スリップ制御による目標スロットル開度が、運転者
により操作されるアクセル開度に対応した第12図により
定まるスロットル開度よりも小さくなったときにも行な
うようにしてある。

ここで、マニュアルスイッチ71と、スリップ制御にお
けるブレーキとエンジンとの制御比率すなわちSBT/SET
を変更するため、実施例では、エンジン用目標すべり率
SETを一定として、ブレーキ用目標すべり率SBTのみを変
更することにより行うようにしてある。このような前提
の下に、ボタン71aにより「オート」を選択していると
きは、あらかじめプログラムされた条件にしたがってSB
T/SETが自動設定される。また、ボタン71bにより「ハー
ド」を選択したときは、SBTが小さくされ、ボタン71cに
より「ソフト」を選択したときはSBTが大きくされる
（第19図参照）。いま、「ハード」を選択して、SBTを
小さくすることにより、SBTとSETとの「差」が小さくな
り、この結果、現在のすべり率が同じであっても、その
ときのブレーキによる制動力は大きなものとなり、この
制動力が大きくなった分エンジン６で発生している余裕
トルクが大きくなる。したがって、スリップが小さくな
ってブレーキが解除されると、エンジン６の上記余裕ト
ルクによって速やかに加速が行われることになる。逆
に、「ソフト」を選択してSBTを大きくすると、ブレー
キによるスリップ制御の比率が小さくなって、エンジン
によるスリップ制御の特徴であるなめらかな加速が得ら
れることになる。

スリップ制御の詳細（フローチャート）次に、第６図〜第11図のフローチャートを参照しつ
つ、スリップ制御の詳細について説明するが、実施例で
は、自動車１がぬかるみ等にはまり込んだスタック中
に、ブレーキ制御を利用して当該ぬかるみ等から脱出す
るためのスタック制御をも行なうようになっている。な
お、以下の説明でＰはステップを示す。

第６図（メイン） P1でシステムのイニシャライズが行われた後、P2にお
いて、現在スタック中（ぬかるみ等にはまり込んで動き
がとれなくなったような状態）であるか否かが判別され
る。この判別は、後述するスタックフラグがセットされ
ているか否かをみることによって行なわれる。P2の判別
でNOのときは、P3においてアクセル69が全閉であるか否
かが判別される。このP3でNOと判別されたときは、P4に
おいて、現在のスロットル開度がアクセル開度よりも大
きいか否かが判別される。このP4でNOと判別されたとき
は、P5において、現在スリップ制御中であるか否かが判
別されるが、この判別は、スリップ制御フラグがセット
されているか否かをみることによって行なわれる。この
P5でNOと判別されたときは、P6において、スリップ制御
を行なうようなスリップが発生したか否かが判別され
る。この判別は、後述する左右前輪２、３についてのス
リップフラグがセットされているか否かをみることによ
って行なわれる。このP6でNOと判別されたときは、P7に
移行して、スリップ制御が中止される（通常の走行）。

前記P6でYESと判別されたときは、P8に移行して、ス
リップ制御フラグがセットされる。引き続き、P9におい
て、エンジン（スロットル）用の目標すべり率SETの初
期値（実施例では0.06）がセットされ、またP10におい
てブレーキ用の目標すべり率SBTの初期値（実施例では
0.17）がセットされる。この後は、それぞれ後述するよ
うに、スリップ制御のために、P11でのブレーキ制御お
よびP12でのエンジン制御がなされる。なお、P9、P11で
の初期値の設定は、前回のスリップ制御で得られた最大
加速度GMAXに基づいて、後述するP76と同様の観点から
なされる。

前記P5においてYESと判別されたときは、前述したP11
へ移行して、引き続きスリップ制御がなされる。

前記P4でYESと判別されたときは、スリップ制御は不
用となったときであり、P14に移行する。このP14ではス
リップ制御フラグがリセットされる。次いで、P15でエ
ンジン制御を中止し、P16でのブレーキ制御がなされ
る。なお、このP16でのブレーキ制御では、スタック中
に対処したものとしてなされる。

前記P3でYESと判別されたときは、P13においてブレー
キを解除した後、P14以降の処理がなされる。

前記P2でYESと判別されたときは、P15以降の処理がな
される。

第７図、第８図第７図のフローチャートは、第６図のメインフローチ
ャートに対して、例えば14msec毎に割込みされる。

先ず、P21において、各センサ61〜68からの各信号が
データ処理用として入力される。次いで、P22で後述す
るスリップ検出の処理がなされた後、P23でのスロット
ル制御がなされる。

P23でのスロットル制御は、第８図に示すフローチャ
ートにしたがってなされる。先ず、P24において、スリ
ップ制御フラグがセットされているか否か、すなわち現
在スリップ制御を行っているか否かが判別される。この
P24でYESのときは、スロットルバルブ13の制御が、スリ
ップ制御用として、すなわち第12図に示す特性に従わな
いで、所定の目標すべり率SETを実現するような制御が
選択される。また、P24においてNOと判別されたとき
は、P26において、スロットルバルブ13の開閉制御を、
運転者Ｄの意志に委ねるものとして（第12図に示す特性
に従う）選択される。このP25、P26の後は、P27におい
て、目標スロットル開度を実現させるための制御がなさ
れる（後述するP68、P70、P71に従う制御あるいは第12
図の特性に従う制御）。

第９図（スリップ検出処理）この第９図のフローチャートは、第７図のP22に対応
したものである。このフローチャートは、スリップ制御
の対象となるようなスリップが発生したか否か、および
スタックしているか否かを検出するためのものである。

先ず、P31で、クラッチ７が完全に接続されているか
否かが判別される。このP31でYESと判別されたときは、
スタック中ではないときであるとして、P32においてス
タックフラグがリセットされる。次いで、P33におい
て、現在車速が低速すなわち例えば6.3km/hよりも小さ
いか否かが判別される。

P33でNOと判別されたときは、P34において、ハンドル
蛇角に応じて、スリップ判定用の補正値αが算出される
（第14図参照）。この後P35において、左駆動輪として
の左前輪２のすべり率が、所定の基準値0.2に上記P34で
のαを加えた値（0.2＋α）よりも大きいか否かが判別
される。このP35での判別で、YESのときは、左前輪２が
スリップ状態にあるとしてそのスリップフラグがセット
される。逆に、P35でNOと判別されたときは、左前輪３
のスリップフラグがリセットされる。なお、上記補正値
αは、旋回時における内外輪の回転差（特に駆動輪と従
動輪との回転差）を考慮して設定される。

P36あるいはP37の後は、P38、P39、P40において、右
前輪３についてのスリップフラグのセット、あるいはリ
セットが、P35、P36、P37と同様にして行われる。

前記P33でYESと判別されたときは、低速時であり、車
速を利用したすなわち前記（１）式に基づくすべり率の
算出に誤差が大きくなるので、スリップ状態の判定を、
駆動輪の回転数のみによって検出するようにしてある。
すなわち、P41において、左前輪２の回転数が、車速10k
m/h相当の回転数よりも大きいか否かが判別される。こ
のP41でYESと判別されたときは、P42において左前輪２
のスリップフラグがセットされる。逆に、P41でNOと判
別されたときは、P43において左前輪２のスリップフラ
グがリセットされる。

P42、P43の後は、P44、P45、P46において、右前輪３
についてのスリップフラグがセットあるいはリセット
が、上記P41〜P43の場合と同様にして行われる。

前記P31において、NOと判別されたときは、スタック
中である可能性が考えられるときである（スタック中
は、運転者Ｄは半クラッチを使用しながらぬかるみ等か
ら脱出しようとする）。このときは、P51に移行して、
駆動輪としての左右前輪２と３との回転数の平均値が小
さいか否かが判別される（例えば車速に換算して2km/h
以下であるか否かが判別される）。P51でNOと判別され
たときは、P52において、現在スタック制御中であるか
否かが判別される。P52でNOと判別されたときは、P53に
おいて、右前輪３の回転数が、左前輪２の回転数よりも
大きいか否かが判別される。P53でYESと判別されたとき
は、右前輪３の回転数が左前輪２の回転数の1.5倍より
も大きいか否かが判別される。このP54でYESと判別され
たときは、P56でスタックフラグがセットされる。逆にP
54でNOと判別されたときは、スタック中ではないとし
て、前述したP32以降の処理がなされる。

また、前記P53でNOと判別されたときは、P55におい
て、左前輪２の回転数が、右前輪３の回転数の1.5倍よ
りも大きいか否かが判別される。このP55でYESのととき
はP56へ、またはNOのときはP32へ移行する。

P56の後は、P57において、車速が6.3km/hよりも大き
いか否かが判別される。このP57でYESとされたときは、
前輪２、３の目標回転数を、車速を示す従動輪回転数の
1.25倍となるようにセットされる（すべり率0.2に相
当）。また、P57でNOのときは、P59において、前輪２、
３の目標回転数が、10km/hに一律にセットされる。P51
でYESのときは、P60においてブレーキがゆっくりと解除
される。

第10図（エンジン制御）この第10図に示すフローチャートは、第６図のP12対
応している。

P61において、スリップが収束状態へ移行したか否か
（第５図のt₂時点を通過したときか否か）が判別され
る。このP61でNOのときは、P62において、左前輪２のす
べり率Ｓが0.2よりも大きいか否かが判別される。P62で
NOのときは、P63で右前輪３のすべり率Ｓが0.2よりも大
きいか否かが判別される。このP63でNOのときは、P64に
おいて、左右前輪２、３のうち片側のみブレーキ制御中
か、すなわちスリップ路を走行しているときであるか否
かが判別される。P64でYESのときは、P65において、左
右前輪２、３のうちすべり率の低い方の駆動輪に合せ
て、現在のすべり率が算出される（セレクトロー）。逆
に、P64でNOのときは、左右前輪２、３のうち、すべり
率の大きい方の駆動輪に合せて、現在のすべり率が算出
される（セレクトハイ）。なお、P62、P63でNOのとき
も、P66に移行する。

上記P65でのセレクトハイは、すべり易い方の駆動輪
のすべりを抑制すべく現在のすべり率を算出することに
より、ブレーキの使用をより一層回避し得るものとな
る。逆に、上記P65でのセレクトローは、例えば左右駆
動輪が接地する路面の摩擦係数が異なるようなスリップ
路を走行する場合に、ブレーキによってすべり易い方の
駆動輪のスリップを抑制しつつ、すべり難い側の駆動輪
のグリップ力を生かした走行が行なえることとなる。な
お、このセレクトローの場合は、ブレーキの酷使を避け
るため、例えば一定時間に限定したり、あるいはブレー
キが過熱した場合にこのセレクトローを中止させるよう
なバックアップ手段を講じておくとよい。

P65、P66の後は、P67において、現在のすべり率Ｓが
0.02よりも大きいか否かが判別される。このP67でYESの
ときは、P68において、スロットルバルブ13が、スリッ
プ制御のためにフィードバック制御される。勿論、この
ときは、スロットルバルブ13の目標スロットル開度（T
n）は、P65、P66で設定されたあるいは後述するP76で変
更された目標すべり率SETを実現すべく設定される。

P67でNOのときは、P69において、現在のすべり率Ｓが
0.01よりも大きいか否かが判別される。このP69でYESの
ときはP70において、前述した緩衝制御がなされる。ま
た、P69でNOのときは、P71において、前述したバックア
ップ制御がなされる。

一方、P61でYESのときは、P72へ移行し、スリップ収
束後所定時間（リカバリ制御を行う時間で、実施例では
前述したように170msec）経過したか否かが判別され
る。P72でNOのときは、リカバリ制御を行うべく、P73以
降の処理がなされる。すなわち、先ず、P73で、自動車
１の最大加速度GMAXが計測される（第５図t₂時点）。次
いで、P74において、このGMAXが得られるような最適ス
ロットル開度Tvoが設定される（第15図参照）。さら
に、P75において、変速機８の現在の変速段に応じて、P
74での最適スロットル開度Tvoが補正される。すなわ
ち、変速段の相違によって、駆動輪への付与ロルクも異
なるため、P74ではある基準の変速段についての最適ス
ロットル開度Tvoを設定して、P75でこの変速段の相違を
補正するようにしてある。この後は、P76において、P73
でのGMAXより路面の摩擦係数を推定して、エンジン（ス
ロットル）、ブレーキによるスリップ制御の目標すべり
率SET、SBTを共に変更する。なお、このP76での目標す
べり率SET、SBTの変更は、スイッチ71のボタン71aによ
り「オート」を選択しているときに対応しており、この
SET、SBTをどのように変更するかについては後述する。

P76の後は、P77において、スイッチ71により「オー
ト」が選択されているか否かが判別される。このP77でY
ESのときはそのままP79へ移行する。逆にP77でNOのとき
は、スイッチ71が「ハード」あるいは「ソフト」を選択
しているときなので、この選択に合せてP78でSBT/SETが
変更された後、P79へ移行する。

P79では、ブレーキが過熱しているか否かが判別さ
れ、このP79でYESのときはブレーキ用目標すべり率SBT
を大きくする方向に補正して、ブレーキの酷使を解消す
る。逆にP79でNOのときは、そのまま制御が終了され
る。

前記P72でYESのときは、リカバリ制御終了ということ
で、前述したP62以降の処理がなされる。

第11図（ブレーキ制御）この第11図に示すフローチャートは、第６図のP11お
よびP16に対応している。

先ず、P79において、現在加速が要求されているか否
かが判別される。この判別は、実施例では、前述したよ
うにアクセル69の踏込み速度が所定以上であるか否かを
みることによって行われる。このP79の判別でYESのとき
は、P80のおいてブレーキ制御の目標すべり率SBTが小さ
くなる方向に補正された後、P81へ移行する。逆に、P79
でNOのときは、P80を経ることなくそのままP81へ移行す
る。なお、加速の要求をスイッチ71（第１図参照）によ
って選択しているときは、P79での加速要求の判別はこ
のスイッチ71の操作状態をみることにより行われる。

P81においては、現在スタック中であるか否かが判別
される。P81でNOのときは、P82において、ブレーキの応
答速度Bn（SV1〜SV4の開閉制御用デューティ比に相当）
のリミット値（最大値）を、車速に応じた関数（車速が
大きい程大きくなる）として設定する。逆に、P81でYES
のときは、P83において、上記リミット値BLMを、P82の
場合よりも小さな一定値として設定する。なお、このP8
2、83の処理は、Bnとして前記（５）式によって算出さ
れたままのものを用いた場合に、ブレーキ液圧の増減速
度が速過ぎて振動発生等の原因になることを考慮してな
される。これに加えて、P83では、スタック中からの脱
出のため駆動輪への制動力が急激に変化するのが特に好
ましくないため、リミット値として小さな一定値として
ある。

P82あるいはP83の後に、P84において、すべり率Ｓ
が、ブレーキ制御の中止ポイントとなる0.09よりも大き
いか否かが判別される。P84でYESのときは、P85におい
て、右前輪用ブレーキ22の操作速度Bnが算出される（第
４図のＩ−PD制御におけるBnに相当）。この後、P86に
おいて、上記Bnが「０」より大きいか否かが判別され
る。この判別は、ブレーキの増圧方向を正、減圧方向を
負と考えた場合、増圧方向であるか否かの判別となる。
P86でYESのときは、P87において、Bn＞BLMであるか否か
が判別される。P87でYESのときは、Bnをリミット値BLM
に設定した後、P89において、右ブレーキ22の増圧がな
される。また、P87でNOのときは、P85で設定されたBnの
値でもって、P89での増圧がなされる。

前記P86でNOのときは、Bnが「負」あるいは「０」で
あるので、P90でBnを絶対値化した後、P91〜93の処理を
経る。このP91〜P93は、右ブレーキ22の減少を行うとき
であり、P87、P88、P89の処理に対応している。

P89、P93の後は、P94に移行して、左ブレーキ21につ
いても右ブレーキ22と同じように増圧あるいは減圧の処
理がなされる（P84〜P93に対応した処理）。

一方、P84でNOのときは、ブレーキ制御を中止すると
きなので、P95においてブレーキの解除がなされる。

なお、P85とP86との間において、駆動輪の実際の回転
数と目標回転数（実際のすべり率と目標すべり率）との
差が大きいときは、例えば前記（５）式における積分定
数KIを小さくするような補正を行なうことにより、ブレ
ーキのかけ過ぎによる加速の悪化やエンストを防止する
上で好ましいものとなる。

目標すべり率SET、SBTの変更（P76）前記P76において変更されるエンジンとブレーキとの
目標すべり率SET、SBTは、P73で計測された最大加速度G
MAXに基づいて、例えば第17図に示すように変更され
る。この第17図から明らかなように、原則として、最大
加速度GMAXが大きいほど、目標すべり率SET、SBTを大き
くするようにしてある。そして、目標すべり率SET、SBT
には、それぞれリミット値を設けるようにしてある。

ここで、目標すべり率SET、SBTとの設定関係が、自動
車１の走りの感覚にどのように影響するかについて説明
する。

駆動輪のグリップ力 SETとSBTとを全体的に第17図上下方向にオフセットさ
せる。そして、グリップ力を大きくするには、上方向へ
のオフセットを行う。すなわち、スパイクタイヤの特性
として、第13図に示すように、すべり率0.2〜0.3位まで
は摩擦係数μは増加方向にあるため、すべり率0.2〜0.3
以下の範囲で使用する限り上述のことが言える。

加速感および加速のなめらかさこの点については既に詳述してあるのでその重複した
説明は省略する。

コーナリング中の安定性 SETを小さく、すなわちSETをSBTに比して相対的によ
り小さくする。このことは、第13図から明らかなよう
に、最大グリップ力が発生時点となるすべり率Ｓ＝0.2
〜0.3以下の範囲では、目標すべり率を下げることによ
り、駆動輪のグリップ力を小さくする一方、横力を極力
大きくして、曲げる力を増大させることになる。なお、
このことは、上記における加速のなめらかさを得る場
合と同じである。

以上説明した実施例においては、目標すべり率とし
て、エンジン用のSETよりもブレーキ用のSBTを方を大き
く設定してあるので、小さなスリップ状態におけるブレ
ーキ制御が行なわれないためその使用頻度を少なくする
ことができると共に、大きなスリップ発生時においても
ブレーキ制御の負担が小さくなる。加えて、SBTとSETと
の間にブレーキによるスリップ制御を中止するポイント
（SBC）を設けてあるため、ブレーキ制御中止時におい
てはブレーキ圧が十分低下しているため、急激なトルク
変動がおこりにくいものとなる。勿論、本発明において
は、エンジンとブレーキとの各目標すべり率を同じ値と
して設定することもできる。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに限ら
ず例えば次のような場合をも含むものである。

SBTとSETとの比率の変更は、そのいずれか一方ある
いは両方を変更することにより行うことができる。勿
論、SBTとSETとの比率変更は、３段階以上あるいは無段
階式に調整し得るものである。なお、このSBT/SETの変
更においても、ブレーキによるスリップ制御の中止ポイ
ントとなるSBCは、SBTとSETとの中間値とするのがよ
く、SBTあるいはSET変更に伴ってこのSBCを変更するこ
ともできる。

また、ブレーキとエンジンとの制御比率を変更するに
は、エンジンによるスリップ制御を中止することにより
行なってもよい。

さらに、スリップ制御を実施例のようにある目標値を
もって行なう場合は、この目標値との偏差に対する制御
量を変更することにより行なうようにしてもよい（制御
量の変更はブレーキ用とエンジン用との少なくとも一方
でよい）。要は、駆動輪の回転トルク低減に寄与するエ
ンジンの発生トルク低下分とブレーキの制動分との比率
を変更し得るものであれば、適宜の手法を採択し得る。

エンジン６の発生トルク調整としては、エンジンの
発生出力に最も影響を与える要因を変更制御するものが
好ましい。すなわち、いわゆる負荷制御によって発生ト
ルクを調整するものが好ましく、オットー式エンジン
（例えばガソリンエンジン）にあっては混合気量を調整
することにより、またディーゼルエンジンにあっては燃
料噴射量を調整することが好ましい。しかしながら、こ
の負荷制御に限らず、オットー式エンジンにあっては点
火時期を調整することにより、またディーゼルエンジン
にあっては燃料噴射時期を調整することにより行っても
よい。さらに、過給を行うエンジンにあっては、過給圧
を調整することにより行ってもよい。勿論、パワーソー
スとしては、内燃機関に限らず、電気モータであっても
よく、この場合の発生トルクの調整は、モータへの供電
電力を調整することにより行えばよい。

自動車１としては、前輪２、３が駆動輪のものに限
らず、後輪４、５が駆動輪のものであってもよくあるい
は４輪共に駆動輪とされるものであってもよい。

駆動輪のすべり状態を検出するには、実施例のよう
に駆動輪の回転数のように直接的に検出してもよいが、
この他、車両の状態に応じてこのすべり状態を予測、す
なわち間接的に検出するようにしてもよい。このような
車両の状態としては、例えば、パワーソースの発生トル
ク増加あるいは回転数増加、アクセル開度の変化、駆動
輪の回転変化の他、操舵状態（コーナリング）、車体の
浮上り状態（加速）、積載量等が考えられる。これに加
えて、大気温度の高低、雨、雪、アイスバーン等の路面
μを自動的に検出あるいはマニュアル式にインプットし
て、上記駆動輪のすべり状態の予測をより一層適切なも
のとすることもできる。

第２図のブレーキ液圧回路およびセンサ64、65、66
は、既存のABS（アンチブレーキロックシステン）のも
のを利用し得る。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、ブレー
キによる制動力付与とパワーソースからの発生トルク低
下との両方を利用して駆動輪のスリップ制御を行う場合
に、スリップ制御中のフィーリング特に加速感を、マニ
ュアル式に運転者の好みに応じたものとして最適設定し
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。第２図はブレーキ液圧の制御回路の一例を示す図。第３図はスロットルバルブをフィードバック制御すると
きのブロック線図。第４図はブレーキをフィードバック制御するときのブロ
ック線図。第５図は本発明の制御例を図式的に示すグラフ。第６図は〜第11図は本発明の制御例を示すフローチャー
ト。第12図はスリップ制御を行なわないときのアクセル開度
に対するスロットル開度の特性を示すグラフ。第13図は駆動輪のグリップ力と横力との関係を、すべり
率と路面に対する摩擦係数との関係で示すグラフ。第14図はスリップ制御開始時のすべり率をハンドル舵角
に応じて補正するときの補正値を示すグラフ。第15図はリカバリ制御時における最大加速度に対応した
最適スロットル開度を示すグラフ。第16図は緩衝制御を行なうときのすべり率とスロットル
開度との関係を示すグラフ。第17図は目標すべり率を決定する際に用いるマップの一
例を示すグラフ。第18図は制御比率を示すためのスイッチの一例を示すグ
ラフ。第19図は制御比率を変更したときの一例を示すグラフ。第20図は本発明の全体構成図。 1:自動車２、3:前輪（駆動輪）４、5:後輪（従動輪） 6:エンジン（パワーソース） 7:クラッチ 8:変速機 13:スロットルバルブ 14:スロットルアクチュエータ 21〜24:ブレーキ 27:マスタシリンダ 30、31:液圧制御バルブ 32:ブレーキペダル 61:センサ（スロットル開度） 62:センサ（クラッチ） 63:センサ（変速段） 64、65:センサ（駆動輪回転数） 66:センサ（従動輪回転数） 67:センサ（アクセル開度） 68:センサ（ハンドル舵角） 69:アクセル 70:ハンドル 71:制御比率変更用モードスイッチ SV1〜SV4:電磁開閉バルブ U:コントロールユニット

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動輪への付与トルクを制御することによ
り駆動輪の路面に対するスリップが過大になるのを防止
するようにした自動車のスリップ制御装置において、トルク発生源となるパワーソースの発生トルクを調整す
る発生トルク調整手段と、駆動輪用ブレーキの制動力を調整する制動力調整手段
と、駆動輪の路面に対するスリップ状態を検出するスリップ
検出手段と、前記スリップ検出手段からの出力を受け、駆動輪のスリ
ップが所定値以上のときは前記発生トルク調整手段と制
動力調整手段とを作動させることによるパワーソースの
発生トルク低下と駆動輪への制動力付与とによりスリッ
プ制御を行うスリップ制御手段と、マニュアル操作され、前記パワーソースとブレーキとに
よるスリップ制御の比率変更を指令するモード選択手段
と、前記スリップ制御手段によるスリップ制御を前記モード
選択手段により指令された制御比率となるように補正す
る補正手段と、を備えていることを特徴とする自動車のスリップ制御装
置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記スリ
ップ制御手段は、駆動輪のスリップが大きいときにのみ
発生トルク低下と制動力付与とによりスリップ制御を行
なうと共に、駆動輪のスリップが小さいときは制動力付
与を行なうことなく発生トルクの調整のみによりスリッ
プ制御を行なうようにされているもの。
【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、前記スリップ制御手段は駆動輪のスリップの大きさ
が目標値となるようにスリップ制御を行なうようにさ
れ、前記補正手段はブレーキによるスリップ制御の目標
値を変更するようにされているもの。